解读《星际穿越》：黑洞内部是生机勃勃还是死寂之地，关键是温度

虽然黑洞被包裹在活动视界中，用任何已知的方法都无法直接观测到内部，但这阻挡不了人类的好奇心和探索欲。

星际飞船

科幻电影《星际穿越》的男主角主动离开飞船，进入黑洞一瞥。

这不是主人公的自杀。电影开头就介绍过了。科学家计算出黑洞中可能还有另一个时间空，但参数不确定。

星际的男女主角

最早提出这一观点的是霍金。霍金对黑洞的研究认为，当一个物体穿越黑洞的视界并退化成黑洞时，它可能违反了时间顺序。

整部电影的故事背景都是基于霍金的理论。科学家计算过，除了物理奇点，还有其他奇点，实际上并不是物理意义上的点。但只是数学计算中的一个点。可以认为是时间的拐点空，就像地球和月球之间的拉格朗日平衡点一样。

小时空失真效果

在黑洞视界覆盖的范围内，有三种可能的情况。第一种:所有的质量都集中在奇点。黑洞没有温度，只有质量、电荷和自旋。黑洞理论诞生后的很长一段时间，都是科学家的主流认识。这个理论也被称为黑洞无毛定理。

大黑洞“卡冈图雅”外的行星

第二种:考虑物质在收敛到奇点的过程中跨越普朗克尺度的量子效应，会有一个剧烈的反弹。由于这种反弹，黑洞内部将形成一个类似于我们现在宇宙的微型宇宙。黑洞理论诞生时科学家就持有这种观点，但不是主流。因为主流观点认为黑洞没有温度，里面没有生态。

黑洞内部可能存在的超智能结构。

然而，霍金发现黑洞的活动视界表面会发出辐射。间接证据证明霍金辐射很可能存在。霍金认为，黑洞越小，辐射越强，微小的黑洞会瞬间蒸发。到目前为止，还没有微型黑洞。

霍金辐射证明黑洞是有温度的。这个观点是现在主流科学家的观点。一个有温度的物体，内部绝对不是死的。这引来了人类的无限好奇，可以说星际向霍金的学术研究成果致敬。

藏在黑洞里空泡泡里的城市

案例三:《星际穿越》中描述的黑洞内部场景。这个黑洞内部的场景是基于黑洞内部时间空结构的最新研究成果。

这种观点实际上是第一种和第二种情况的折中。承认空时第一类物理的奇点依然存在。这只是一个计算奇点(轻度奇点)。

温和奇点的机械防护

当一个物体跌落到一个物理奇点时，它就会被困在这个“温和奇点”附近。所以掉进黑洞的物质不会掉进物理奇点，英雄会保命。

“轻度奇点”就像地球和月球之间的拉格朗日点一样，可以看作是一个时间空交错的平衡点。

有了这个设定，《星际穿越》就有了一个空房间，故事就在这里展开。

《星际穿越》中，未来人类此时放置了一个超立方体空奇点，主人公掉进去了，遇到了这个超立方体。这个超立方体是用很多细线连接起来的，这些细线叫做世界线。

超立方体与世界线相连。

电影里的世界线只是一种影视表达。真实世界线是由Min's 空中记录的每个粒子的历史瞬时存在所连接的线。

男主角通过拨打世界线给他的女儿发了一条信息。这也是影视中的一个比喻，其实你用手是无法直接触摸到这些线条的。任何触碰世界线的努力都会引起历史的彻底改变。

影视中的主人公通过进入更高维度回到过去。高维度空没有实验证据。

但是，“更高维度”的出现是超越时间空而不破坏相对论的唯一途径。可能大家都在期待这一刻吧。

拉世界线和回到高维度空都是科幻故事中神奇的部分，是以故事发展为前提而存在的。

人类突破大滤镜，构建未来too 空 city。

《星际穿越》中第一个打破科学定律的bug本来是可以避免的。主人公去的黑洞太小了。黑洞的质量是1亿个太阳，直径是3亿公里，相当于1.95个天文单位。地平线表面重力加速度高达15500g，会把人撕成碎片。

一个可以安全接近的黑洞大小应该超过0.94光年，质量为1.5万亿个太阳。

科幻迷要记住，黑洞越大越安全。对于一个有1.5万亿个太阳的黑洞来说，地球表面的重力加速度正好相当于表面的重力加速度，也就是一个g。

停泊在10万光年的巨型黑洞视界上的外星飞船。

星际中的第二个bug，影片开头木星附近的虫洞太小了。虫洞在自然界是不存在的，所以不可能维持这样稳定的结构。这就是科幻小说的“神奇”之处，也是故事发生的前提。

但是，如果有可以安全穿越的虫洞，直径至少应该是0.94光年。这本来是可以避免的。按照边肖的观点，最好有一个10光年的虫洞，覆盖整个太阳系，把太阳系放在时间空鞍点。

总的来说，《星际穿越》是一部理论背景深厚，bug不多的科幻片。

虫洞之所以明亮，是因为它们聚集了周围的星光。

作者特别提醒我们，所有关于黑洞的理论研究都是围绕广义相对论场方程的求解展开的。所有与黑洞相关的科幻作品都是广义相对论光环下的衍生品。

迄今为止，广义相对论的场方程经受了各种极其严格的考验，证明了其无可比拟的计算精度。这是目前人类最伟大、最坚不可摧的科学理论。

再次纪念伟大的爱因斯坦。

卡尔·波普尔的想法来自爱因斯坦。